Base64 буквально означает — позиционная система счисления с основанием 64. Здесь 64 — это наибольшая степень двойки (2⁶), которая может быть представлена с использованием печатных символов ASCII. Эта система широко используется в электронной почте для представления бинарных файлов в тексте письма (транспортное кодирование). Все широко известные варианты, известные под названием Base64, используют символы A-Z, a-z и 0-9, что составляет 62 знака, для недостающих двух знаков в разных системах используются различные символы.

Схема соответствия «символ ↔ значение» в Base64

MIME

В формате электронной почты MIME base64 — это схема, по которой произвольная последовательность байт преобразуется в последовательность печатных ASCII символов. Это определяет MIME как транспортное кодирование содержимого для использования в электронной почте. Используются только символы латинского алфавита в верхнем и нижнем регистре — символы (A—Z, a—z), цифры (0—9), и символы «+» и «/», с символом «=» в качестве специального кода суффикса.

Полная спецификация этой формы base64 содержится в RFC 1421 и RFC 2045. Эта схема используется для кодирования последовательности октетов (байт). Это соответствует определению файлов почти во всех системах. Результирующие закодированные по base64 данные имеют длину, большую оригинальной в соотношении 4:3, и напоминают по виду случайные символы.

Для того, чтобы преобразовать данные в base64, первый байт помещается в самые старшие восемь бит 24-битного буфера, следующий в средние восемь и третий в младшие значащие восемь бит. Если кодируется менее чем три байта, то соответствующие биты буфера устанавливаются в ноль. Далее каждые шесть бит буфера, начиная с самых старших, используются как индексы строки «ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/» и её символы, на которые указывают индексы, помещаются в выходную строку. Если кодируются только один или два байта, в результате получаются только первые два или три символа строки, а выходная строка дополняется двумя или одним символами «=». Это предотвращает добавление дополнительных битов к восстановленным данным. Процесс повторяется над оставшимися входными данными.

Например, исторический слоган Википедии,

Man is distinguished, not only by his reason, but by this singular passion from other animals, which is a lust of the mind, that by a perseverance of delight in the continued and indefatigable generation of knowledge, exceeds the short vehemence of any carnal pleasure.

будучи закодированным в base64 выглядит следующим образом:

TWFuIGlzIGRpc3Rpbmd1aXNoZWQsIG5vdCBvbmx5IGJ5IGhpcyByZWFzb24sIGJ1dCBieSB0
aGlzIHNpbmd1bGFyIHBhc3Npb24gZnJvbSBvdGhlciBhbmltYWxzLCB3aGljaCBpcyBhIGx1
c3Qgb2YgdGhlIG1pbmQsIHRoYXQgYnkgYSBwZXJzZXZlcmFuY2Ugb2YgZGVsaWdodCBpbiB0
aGUgY29udGludWVkIGFuZCBpbmRlZmF0aWdhYmxlIGdlbmVyYXRpb24gb2Yga25vd2xlZGdl
LCBleGNlZWRzIHRoZSBzaG9ydCB2ZWhlbWVuY2Ugb2YgYW55IGNhcm5hbCBwbGVhc3VyZS4=

UTF-7

UTF-7 представляет собой систему, называемую Изменённый Base64. Эта схема кодирования данных используется для того, чтобы кодировать UTF-16 как промежуточный формат в UTF-7 в печатных ASCII символах. Этот вариант base64 используется в MIME. UTF-7 предназначен для того, чтобы позволять использовать unicode в e-mail без использования разделения транспортного кодирования содержимого. Главное отличие этого варианта base64 от MIME в том, что символ «=» не используется для дополнения, так как требуется многократное экранирование этого символа. Вместо этого биты октета дополняются нулями.

Изменённый Base64 стандартизирован по RFC 2152, A Mail-Safe Transformation Format of Unicode.

IRCu

В сервер-сервер протоколе, используемом в IRCu IRC демоном и совместимом программном обеспечении, версия base64 используется для кодирования клиент/серверных числовых и двоичных IP адресов. Клиентские и серверные числовые данные имеют фиксированные размеры, которые точно совпадают с количеством знаков base64, тем самым, нет необходимости в дополнении. Двоичные IP-адреса для соответствия расширяются ведущими нулевыми битами. Набор символов незначительно отличается от MIME использованием [] вместо +/.

Применение в веб-приложениях

Кодирование Base64 может быть полезно, если в окружении HTTP используется информация, длину которой можно точно определить. Hibernate, библиотека, реализующая базу данных-хранилище для Java-объектов, использует Base64 для того, чтобы закодировать относительно большой идентификатор (как правило, 128-битный UUID) в строку, чтобы использовать его как параметр в HTTP-формах или в запросах HTTP GET URL. Также многим приложениям необходимо кодировать двоичные данные, для удобства включения в URL, скрытые поля форм, и здесь Base64 удобно не только для компактного представления, но и относительной нечитаемостью для попытки выяснения случайным человеком-наблюдателем природы данных.

Использование URL-кодировщика над стандартом Base64, несмотря на это, неудобно, так как он преобразует символы '/' и '+' в специальные шестнадцатеричные последовательности. Если позднее эта строка используется вместе с базой данных или через гетерогенные системы, они прекращают работу на символе '%', сгенерированном URL-кодировщиком (потому что символ '%' также используется в ANSI SQL как шаблон).

По причине этого, существует изменённый Base64 для URL,где не используется заполнение символом '=' и символы '+' и '/' соответственно заменяются на '*' и '-', так, чтобы использование кодеров/декодеров URL перестаёт быть необходимым и не имеет никакого воздействия на длину закодированного значения, оставляя ту же самую закодированную форму, неповреждённую для использования в реляционных базах данных, веб-формах, и идентификаторах объекта вообще. Стандартом Base64-кодирования URL адресов, признается вариант, когда символы '+' и '/' заменяются, соответственно, на '-' и '_' (RFC3548, раздел 4).

Другой вариант называется изменённый Base64 для регулярных выражений использует '!-' вместо '*-' для того, чтобы заменить стандартный Base64 '+/', потому что оба '+' и '*' могут быть зарезервированы для регулярных выражений (отметим, что '[]' используемый выше в IRCu варианте может не работать в этом контексте).

Имеются другие варианты, которые используют '_-' или '._', если строка Base64 должна быть использована вместе с идентификаторами для программ, или '.-' для использования в токенах имён XML (Nmtoken), или '_:' в более ограниченных идентификаторах XML (Name).

Radix-64

Radix-64 — разновидность кодирования Base64 двоичных данных в текстовый формат, используемая в PGP. От Base64 отличается тем, что в конец добавляется контрольная сумма в 24 бита.

Другие применения

Существует множество вариантов применения Base64. Например, Thunderbird и Mozilla использовали Base64 для сокрытия паролей в POP3. Base64 часто используется как рациональный метод в безопасности для скрытия секретов без издержек на криптографическое управление ключами.

Сканеры спама, которые не декодируют сообщения в base64, часто пропускают сообщения в Base64, так как они кажутся достаточно случайными, или не содержат ключевые слова в тексте Base64, чтобы быть принятыми за спам. Это используют спамеры для обхода основных антиспамовых инструментов.

См. также

• UUE
• Base85

Ссылки

• RFC 1421 (Privacy Enhancement for Electronic Internet Mail)
• RFC 2045 (MIME)
• RFC 4648 (The Base16, Base32, и Base64 кодирование данных)
• Реализация base16-подобной кодировки на PHP, Java, AS3
• Base64 исходный код на C
• Base64 исходный код на Java

Ресурсы

• Online Base64 кодер/декодер
• Base64 декодер с графическим интерфейсом пользователя (Windows)
• мультиплатформенный Base64 кодер/декодер
• Онлайн кодировщик изображений в Base64
• онлайн Base64, HEX, Binary, и т. д. кодер/декодер
• Онлайн кодер/декодер base64 на языке JavaScript
• Base64 файл кодер/декодер (hu)-(en)
• Внедрение картинки (данных) в HTML-код